Dies ist ein häufiges Rätsel, das viele von Ihnen manuell gelöst haben. Jetzt ist es an der Zeit, einen Algorithmus zu schreiben, um dasselbe zu lösen.

Es gibt gleich viele Matchsticks, die in zwei verschiedenen Seiten in einer Richtung zueinander angeordnet sind. Es gibt einen einzigen leeren Raum zwischen ihnen. Sagen Sie etwas wie die folgende Abbildung (wenn die Gesamtzahl der Matchsticks 4 beträgt).

Jeder Stock kann entweder einen Schritt nach vorne schieben (wenn der unmittelbare vordere Raum frei ist) oder er kann über einen Stock in seiner Vorderseite gesprungen werden und in den freien Raum landen (wenn dieser Raum frei ist). Die Bewegung in umgekehrter Richtung ist nicht möglich (auch der Platz ist frei). Ein Rückwärtssprung ist ebenfalls nicht zulässig. In einem Schritt ist nur eine Bewegung zulässig.

Jetzt müssen Sie einen Algorithmus schreiben, um die erforderlichen Mindestschritte zu ermitteln, mit denen alle Match-Sticks auf der linken Seite auf der rechten Seite und alle Match-Sticks auf der rechten Seite auf der linken Seite landen.

Zum Beispiel: Wenn es insgesamt 2 Streichhölzer gibt (1 auf jeder Seite), sind die Schritte:

Hinweis: In der obigen Abbildung wurde der linke Seitenstock zuerst bewegt. Eine andere Lösung besteht, wenn sich der rechte Seitenstab zuerst bewegt. Für dieses Problem müssen Sie jedoch nur eine Lösung angeben. Dies setzt auch voraus, dass sich der linke Stick zuerst bewegt.

Die folgende Abbildung beschreibt die Bewegungen mit 4 Streichhölzern (2 auf jeder Seite):

Hinweis: In der obigen Abbildung wurde der linke Seitenstock zuerst bewegt. Eine andere Lösung besteht, wenn sich der rechte Seitenstab zuerst bewegt. Für dieses Problem müssen Sie jedoch nur eine Lösung angeben. Dies setzt auch voraus, dass sich der linke Stick zuerst bewegt.

[Annahme: Die Eingabe kann eine beliebige gerade Zahl zwischen 02 und 14 sein (dh 1 bis 7 Matchsticks auf jeder Seite). Für Eingaben außerhalb dieses Bereichs müssen Sie weder eine Validierung durchführen noch eine Fehlermeldung angeben. Hinweis: In der Ausgabe wird jeder Schritt durch ein '|' getrennt. (Rohr-) Charakter. COBOL-Programmierer sollten immer PIC 9 (2) als Eingabegröße annehmen und können auch davon ausgehen, dass die Ausgabe eine feste maximale Länge von 450 Zeichen hat und rechts mit Leerzeichen aufgefüllt ist.]

02  

Beispielausgabe:

01To02|03To01|02To03|

04  

Beispielausgabe:

02To03|04To02|05To04|03To05|01To03|02To01|04To02|03To04|

06  

Beispielausgabe:

03To04|05To03|06To05|04To06|02To04|01To02|03To01|05To03|07To05|06To07|04To06|02To04|03To02|05To03|04To05|

APL 129

Der folgende Code übernimmt die Bildschirmeingabe und -ausgabe in dem angegebenen Format auf dem Bildschirm:

n←n,n++\1↓z←(⌽z),((¯1*~2|n)×n⍴2),z←⌽∊(¯1*2|⍳n)ר1,((⍳(n←.5×⍎⍞)-1)⍴¨2),¨1⋄(∊(((¯2↑¨'0',¨⍕¨n),¨⊂'To'),¨(¯2↑¨'0',¨⍕¨n-z)),¨⊂'|')~' '

Ein gutes Drittel des Codes wird für die Formatierung der Ausgabe benötigt. Die Logik wird durch das Auftreten des Symbols ⋄ im Code vervollständigt.

Unten ist das Ergebnis für eine Eingabe von 08 zur Überprüfung:

04To05|06To04|07To06|05To07|03To05|02To03|04To02|06To04|08To06|09To08|07To09|05To07|03To05|01To03|02To01|04To02|06To04|08To06|07To08|05To07|03To05|04To03|06To04|05To06|

Javascript 178 174 161

prompts für ndann alerts Antwort. (Keine 0Polsterung)

Neueste:

t=1+(m=prompt(s=i='')/2);for(z=Math.abs;i++<m*2;)for(j=m-z(m-i),s+=(t+=a=(m%2^z(m+.5-i)%2-.5)*-2+1)+'To'+(t-a)+'|';j--;)s+=(t+=a=i%2*4-2)+'To'+(t-a)+'|';alert(s)

2:

z=Math.abs;t=m=prompt(o=[])/2;t++;for(s=i='';i++<m*2;)for(j=m-z(m-i),o.push((z(m+.5-i)%2-.5)?-1:1);j--;)o.push(i%2?2:-2);o.map(function(a){s+=(t+=a)+'To'+(t-a)+'|'});alert(s)

1:

t=m=prompt(o=[])/2+1;for(s=i='';++i<m;)for(j=i,o.push(i%2?-1:1);j--;)o.push(i%2?2:-2);o.concat(o.slice().reverse().slice(m-1)).map(function(a){s+=(t+=a)+'To'+(t-a)+'|'});alert(s)

Dies verwendet das Konzept, dass das Muster gespiegelt wird:

Key
R='Jump Right'
r='Shift Right'
L='Jump Left'
l='Shift Left'
m='Move'
j='Jump'

Also, wo n=2ist das Bewegungsmuster:

rLr
mjm

Welches entspricht

+1 -2 +1

Dieses Muster wiederholt sich wie folgt ( n=8)

rLlRRrLLLlRRRRlLLLrRRlLr
mjmjjmjjjmjjjjmjjjmjjmjm
+1 -2 -1 +2 +2 +1 -2 -2 -2 -1 +2 +2 +2 +2 -1 -2 -2 -2 +1 +2 +2 -1 -2 +1

Wir können hier einige Muster feststellen:

1. Die Bewegung wechselt zwischen links und rechts
2. Die Anzahl der Bewegungen in einer bestimmten Richtung erhöht sich von 1 auf n/2, was sich dreimal wiederholt, und verringert sich dann wieder auf 1.
3. Die Art der Bewegung wechselt zwischen Verschieben und Springen, wobei die Anzahl der Verschiebungen in einer Reihe konstant 1ist und die Anzahl der aufeinanderfolgenden Sprünge von 1 auf 1 n/2sinkt.
4. Die Summe der Bewegungen ist immer 0. (Nicht sicher, ob dies tatsächlich relevant ist)

n=14::

rLlRRrLLLlRRRRrLLLLLlRRRRRRrLLLLLLLrRRRRRRlLLLLLrRRRRlLLLrRRlLr
mjmjjmjjjmjjjjmjjjjjmjjjjjjmjjjjjjjmjjjjjjmjjjjjmjjjjmjjjmjjmjm

Beispielausgabe:

f(2)::

1To2|3To1|2To3| 

f(8)::

4To5|6To4|7To6|5To7|3To5|2To3|4To2|6To4|8To6|9To8|7To9|5To7|3To5|1To3|2To1|4To2|6To4|8To6|7To8|5To7|3To5|4To3|6To4|5To6|

f(40)::

20To21|22To20|23To22|21To23|19To21|18To19|20To18|22To20|24To22|25To24|23To25|21To23|19To21|17To19|16To17|18To16|20To18|22To20|24To22|26To24|27To26|25To27|23To25|21To23|19To21|17To19|15To17|14To15|16To14|18To16|20To18|22To20|24To22|26To24|28To26|29To28|27To29|25To27|23To25|21To23|19To21|17To19|15To17|13To15|12To13|14To12|16To14|18To16|20To18|22To20|24To22|26To24|28To26|30To28|31To30|29To31|27To29|25To27|23To25|21To23|19To21|17To19|15To17|13To15|11To13|10To11|12To10|14To12|16To14|18To16|20To18|22To20|24To22|26To24|28To26|30To28|32To30|33To32|31To33|29To31|27To29|25To27|23To25|21To23|19To21|17To19|15To17|13To15|11To13|9To11|8To9|10To8|12To10|14To12|16To14|18To16|20To18|22To20|24To22|26To24|28To26|30To28|32To30|34To32|35To34|33To35|31To33|29To31|27To29|25To27|23To25|21To23|19To21|17To19|15To17|13To15|11To13|9To11|7To9|6To7|8To6|10To8|12To10|14To12|16To14|18To16|20To18|22To20|24To22|26To24|28To26|30To28|32To30|34To32|36To34|37To36|35To37|33To35|31To33|29To31|27To29|25To27|23To25|21To23|19To21|17To19|15To17|13To15|11To13|9To11|7To9|5To7|4To5|6To4|8To6|10To8|12To10|14To12|16To14|18To16|20To18|22To20|24To22|26To24|28To26|30To28|32To30|34To32|36To34|38To36|39To38|37To39|35To37|33To35|31To33|29To31|27To29|25To27|23To25|21To23|19To21|17To19|15To17|13To15|11To13|9To11|7To9|5To7|3To5|2To3|4To2|6To4|8To6|10To8|12To10|14To12|16To14|18To16|20To18|22To20|24To22|26To24|28To26|30To28|32To30|34To32|36To34|38To36|40To38|41To40|39To41|37To39|35To37|33To35|31To33|29To31|27To29|25To27|23To25|21To23|19To21|17To19|15To17|13To15|11To13|9To11|7To9|5To7|3To5|1To3|2To1|4To2|6To4|8To6|10To8|12To10|14To12|16To14|18To16|20To18|22To20|24To22|26To24|28To26|30To28|32To30|34To32|36To34|38To36|40To38|39To40|37To39|35To37|33To35|31To33|29To31|27To29|25To27|23To25|21To23|19To21|17To19|15To17|13To15|11To13|9To11|7To9|5To7|3To5|4To3|6To4|8To6|10To8|12To10|14To12|16To14|18To16|20To18|22To20|24To22|26To24|28To26|30To28|32To30|34To32|36To34|38To36|37To38|35To37|33To35|31To33|29To31|27To29|25To27|23To25|21To23|19To21|17To19|15To17|13To15|11To13|9To11|7To9|5To7|6To5|8To6|10To8|12To10|14To12|16To14|18To16|20To18|22To20|24To22|26To24|28To26|30To28|32To30|34To32|36To34|35To36|33To35|31To33|29To31|27To29|25To27|23To25|21To23|19To21|17To19|15To17|13To15|11To13|9To11|7To9|8To7|10To8|12To10|14To12|16To14|18To16|20To18|22To20|24To22|26To24|28To26|30To28|32To30|34To32|33To34|31To33|29To31|27To29|25To27|23To25|21To23|19To21|17To19|15To17|13To15|11To13|9To11|10To9|12To10|14To12|16To14|18To16|20To18|22To20|24To22|26To24|28To26|30To28|32To30|31To32|29To31|27To29|25To27|23To25|21To23|19To21|17To19|15To17|13To15|11To13|12To11|14To12|16To14|18To16|20To18|22To20|24To22|26To24|28To26|30To28|29To30|27To29|25To27|23To25|21To23|19To21|17To19|15To17|13To15|14To13|16To14|18To16|20To18|22To20|24To22|26To24|28To26|27To28|25To27|23To25|21To23|19To21|17To19|15To17|16To15|18To16|20To18|22To20|24To22|26To24|25To26|23To25|21To23|19To21|17To19|18To17|20To18|22To20|24To22|23To24|21To23|19To21|20To19|22To20|21To22|

Hier ist ein Pseudocode, um die Methode zu demonstrieren:

var mid=cursor=N/2,delta
cursor++                 // the cursor is where the empty space is.
for(i=0; i++<N;){
  delta = (mid%2^abs(mid+.5-i)%2-.5)*-2+1;  // 1 or -1
  print((cursor+delta) + 'To' + cursor + '|')
  cursor+=delta
  for(j=mid-abs(mid-i);j--;)
  {
    delta = i%2*4-2  // 2 or -2
    print((cursor+delta) + 'To' + cursor + '|')
    cursor+=delta
  }
}

C - 216 213

Meine Lösung basiert auf zwei Fakten:

1. Das Feld "bis" ist das Feld "von" des vorherigen Zugs (da Sie in dem Feld, aus dem Sie sich bewegen, immer einen leeren Platz erstellen und immer zu einem leeren Platz wechseln).

2. Die Entfernungen und Richtungen, die bewegt werden, weisen ein sehr regelmäßiges Muster auf. Für die ersten 3 Testfälle sind dies:

   1 -2 1

   1 -2 -1 2 2 -1 -2 1

   1 -2 -1 2 2 1 -2 -2 -2 1 2 2 -1 -2 1

In diesem Sinne habe ich im Grunde nur ein Programm geschrieben, um dieses Muster zu produzieren und fortzusetzen. Ich bin mir ziemlich sicher, dass es eine wirklich schöne und viel elegantere rekursive Art geben muss, dies zu schreiben, aber ich habe es noch nicht herausgefunden:

#include <stdio.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
   int upper_bound = atoi(argv[1]) / 2;
   int len;
   int from;
   int to = upper_bound + 1;
   int direction = 1;
   int i;

   for(len = 1; len <= upper_bound; ++len){
      for(i = len-1; i >=0; --i){
         from = to - direction*(1 + (i!=0));
         printf("%02dTo%02d|",from,to);
         to = from;
      }
      direction*=-1;
   }
   for(i=1; i < len; ++i){
      from = to - direction*2;
      printf("%02dTo%02d|",from,to);
      to = from;
   }
   direction*=-1;
   for(--len; len >= 0; --len){
      for(i = 0; i < len; ++i){
         from = to - direction*(1 + (i!=0));
         printf("%02dTo%02d|",from,to);
         to = from;
      }
      direction*=-1;
   }
   return 0;
}

Und Golf gespielt (obwohl dies eine Code-Herausforderung war, kein Golf):

#define B {F=T-D*(1+(i!=0));printf("%02dTo%02d|",F,T);T=F;}D*=-1;
L,F,T,D,i;main(int U,char**A){U=atoi(A[1])/2;T=U+1;D=1;for(L=1;L<=U;++L){for(i=L-1;i>=0;--i)B}for(i=1;i<L;++i)B for(--L;L>=0;--L){for(i=0;i<L;++i)B}}

#define B {F=T-D*(1+(i!=0));printf("%02dTo%02d|",F,T);T=F;}D*=-1;
L,F,T,D,i;main(int U){scanf("%d",&U);U/=2;T=U+1;D=1;for(L=1;L<=U;++L){for(i=L-1;i>=0;--i)B}for(i=1;i<L;++i)B for(--L;L>=0;--L){for(i=0;i<L;++i)B}}

Mathematica

Dieser Ansatz erstellt eine Nested-Sequenz der Größe und Richtung der Bewegungen, die {fromPosition,toPosition}beginnend mit der Position formatiert nist und nsich auf die Anzahl der Übereinstimmungspaare bezieht. Es ist dann Folddie Sequenz in eine Funktion, die mit dem Verschieben beginnt {n, n+1}.

z@n_:=(p=1;h@t_:=Append[{Table[2 (-1)^t,{t}]},{(-1)^(t+1)}];
k=Join[Reverse@Drop[#,n],#]&[Flatten@Nest[Prepend[#,h[p++]]&,{},n]];
Fold[Append[#,{#[[-1,1]]-#2,#[[-1,1]]}]&,{{n,n+k[[1]]}},Rest@k])

z[1]

{{1, 2}, {3, 1}, {2, 3}}

z[4]

{{4, 5}, {6, 4}, {7, 6}, {5, 7}, {3, 5}, {2, 3}, {4, 2}, {6, 4}, { 8, 6}, {9, 8}, {7, 9}, {5, 7}, {3, 5}, {1, 3}, {2, 1}, {4, 2}, {6, 4}, {8, 6}, {7, 8}, {5, 7}, {3, 5}, {4, 3}, {6, 4}, {5, 6}}

z[7]

{{7, 8}, {9, 7}, {10, 9}, {8, 10}, {6, 8}, {5, 6}, {7, 5}, {9, 7}, { 11, 9}, {12, 11}, {10,12}, {8, 10}, {6, 8}, {4, 6}, {3, 4}, {5, 3}, {7, 5}, {9, 7}, {11, 9}, {13, 11}, {14, 13}, {12, 14}, {10, 12}, {8, 10}, {6, 8} , {4, 6}, {2, 4}, {1, 2}, {3, 1}, {5, 3}, {7, 5}, {9, 7}, {11, 9}, { 13, 11}, {15, 13}, {14, 15}, {12, 14}, {10, 12}, {8, 10}, {6, 8}, {4, 6}, {2, 4}, {3, 2}, {5, 3}, {7, 5}, {9, 7}, {11, 9}, {13, 11}, {12, 13}, {10, 12} , {8, 10}, {6, 8}, {4, 6}, {5, 4}, {7, 5}, {9, 7}, {11, 9}, {10, 11}, { 8, 10}, {6, 8}, {7, 6}, {9, 7}, {8, 9}}

Visualisierung der Swaps

r,, bund osind Bilder oder eine rote Übereinstimmung, eine blaue Übereinstimmung bzw. keine Übereinstimmung.

Im Folgenden wird die Ausgabe von formatiert z, um die Swaps mit Übereinstimmungen anzuzeigen.

swaps[n_]:=FoldList[Grid[{Permute[#[[1,1]],Cycles[{#2}]],Range[2n+1]}]&,
Grid[{Join[Table[r,{n}],{o},Table[b,{n}]],Range[2n+1]}],z[n]]

swapMatches[n_]:=Grid[Partition[swaps[n],2,2,1,""],Dividers->All]

swapsErzeugt eine Liste von Zuständen, indem die geordneten Paare von zas-Befehlen verwendet werden, um die anfängliche Liste und nachfolgende Listen zu permutieren.

swaps[1]

swapMatches Zeigt die Zustände in einem Raster an.

swapMatches[2]

swapMatches[3]

Javascript 191

function f(N) {
    n=N>>=i=c=a='1';n++
    s=z='0'
    for(k=b='34';i<N;k=i%2?a+=z+z:b+='44',i++)c=k+c
    t=''
    i=N*(N+1)/2
    l=2*i+N
    for(;l;n+=(i>=1?r=c[i-1]:i<=-N?c[-i-N]:k[1])-2,t+=(s=n>9?'':z)+n+a+'|',--l,--i)a='To'+s+n
    return t
}

Zeichen gezählt mit grep =|tr -d \ |wc -c